An aposematic colour‐polymorphic moth seen through the eyes of conspecifics and predators – Sensitivity and colour discrimination in a tiger moth. (16th April 2018)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Henze, Miriam J.; Lind, Olle; Mappes, Johanna; Rojas, Bibiana; Kelber, Almut
• Editors: Miller, Christine
• Is Part Of: Functional ecology. Volume 32:Number 7(2018)
• Page Start: 1797
• Page End: 1809
• Publication Date: 2018-04-16
• Subjects: Arctiid moths -- colour polymorphism -- colour vision -- natural selection -- predator pressure -- sexual selection -- spectral sensitivity; Ecology -- Periodicals; 574.505
• DOI: 10.1111/1365-2435.13100
• Languages: English
• ISSNs: 0269-8463

Abstract

Abstract: Although predation is commonly thought to exert the strongest selective pressure on coloration in aposematic species, sexual selection may also influence coloration. Specifically, polymorphism in aposematic species cannot be explained by natural selection alone. Males of the aposematic wood tiger moth ( Arctia plantaginis ) are polymorphic for hindwing coloration throughout most of their range. In Scandinavia, they display either white or yellow hindwings. Female hindwing coloration varies continuously from bright orange to red. Redder females and yellow males suffer least from bird predation. White males often have higher mating success than yellow males. Therefore, we ask whether females can discriminate the two male morphs by colour. Males approach females by following pheromone plumes from a distance, but search visually at short range. This raises the questions whether males discriminate female coloration and, in turn, whether female coloration is also sexually selected. Using electroretinograms, we found significantly larger retinal responses in male than female A. plantaginis, but similar spectral sensitivities in both sexes, with peaks in the UV (349 nm), blue (457 nm) and green (521 nm) wavelength range. According to colour vision models, conspecifics can discriminate white and yellow males as separate morphs, but not orange and red females. For moths and birds ( Cyanistes caeruleus ), white males are more conspicuous against green and brown backgrounds, mostly due to UV reflectivity, and red females are slightly more conspicuous than orange females. The costly red coloration among females is likely selected by predator pressure, not by conspecifics, whereas male colour polymorphism is probably maintained, at least partly, by the opposing forces of predation pressure favouring yellow males, and female preference for white males. Whether or not the preference for white males is based on visual cues requires further testing. The evolution of polymorphic aposematic animals can be better understood when the visual system of the species and their predators is taken into consideration. A plain language summary is available for this article. Abstract : Plain Language Summary Video Foreign Language Abstract Resumen: La depredación es la principal presión de selección en la evolución de la coloración aposemática, aunque selección sexual también puede ejercer una presión importante. Los polimorfismos en la coloración de especies aposemáticas no pueden ser explicados únicamente por selección natural. En Escandinavia, los machos de la polilla aposemática Arctia plantaginis tienen una coloración polimórfica (blanca o amarilla) en sus alas traseras; las hembras presentan una variación continua entre naranja y rojo. Machos amarillos y hembras rojas sufren menor depredación por aves. Los machos blancos suelen tener un mayor éxito reproductivo que los amarillos; aunque ambos se aproximan a las hembras siguiendo sus feromonas, a cortas distancias también utilizan pistas visuales para localizarlas. Por ello, nos preguntamos (1) si las hembras pueden discriminar entre los dos tipos de machos, y los machos entre los diferentes colores de las hembras; y (2) si la coloración de las hembras podría estar afectada por selección sexual. Usando electrorretinogramas y modelos de visión a color, encontramos: (1) mayor respuesta en la retina de los machos que de las hembras; (2) sensibilidad espectral similar en ambos sexos, con picos en las regiones UV (349 nm), azul (457 nm), y verde (521 nm); (3) que individuos de ambos sexos pueden discriminar entre machos blancos y amarillos, pero no entre hembras rojas y anaranjadas; y (4) que para las polillas, así como para un ave ( Cyanistes caeruleus ), los machos blancos son más conspicuos sobre sustratos verdes y cafés por su reflexión de UV. Asimismo, las hembras rojas son un poco más conspicuas que las hembras anaranjadas. El color rojo de las hembras está probablemente bajo una fuerte presión de depredación, no de selección sexual; la coloración polimórfica de los machos parece mantenerse mediante un balance entre la presión de depredación favoreciendo a machos amarillos, y una preferencia por machos blancos por parte de las hembras. El papel del color en dicha preferencia aún se desconoce. La evolución de polimorfismos en especies aposemáticas puede entenderse mejor teniendo en cuenta los sistemas visuales tanto de la especie en cuestión como de sus depredadores.